JP7087551B2 - Control device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関と蓄電池を備える車両に適用される制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device applied to a vehicle equipped with an internal combustion engine and a storage battery.
従来、車両において、燃費を向上するため、アイドリングストップ制御が行われているものがある(例えば特許文献1)。特許文献1では、アイドリングストップ制御中に補機類(エアコンなど)により消費される消費電力量を考慮して、充電目標とするバッテリ(蓄電池)の目標SOCを設定している。これにより、アイドリングストップ制御中に、補機類によってバッテリの電力が消費されたとしても、バッテリのSOCが、予め定められた使用可能なSOC範囲の下限閾値未満となることを防止している。 Conventionally, in some vehicles, idling stop control is performed in order to improve fuel efficiency (for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, a target SOC of a battery (storage battery) as a charging target is set in consideration of the amount of power consumed by auxiliary equipment (air conditioner or the like) during idling stop control. This prevents the SOC of the battery from becoming less than the predetermined lower limit threshold of the usable SOC range even if the power of the battery is consumed by the accessories during the idling stop control.
このため、アイドリングストップ制御の途中に、すなわち、再始動条件が成立する前に、バッテリのSOCが下限閾値に達して、エンジンの再始動が実行されることを抑制することができる。したがって、アイドリングストップ制御が行われる期間が長くなり、燃費を向上させることができる。なお、再始動条件は、例えば、ブレーキの解除や、アクセルの操作が行われたことなどを条件として成立する。 Therefore, it is possible to prevent the SOC of the battery from reaching the lower limit and restarting the engine during the idling stop control, that is, before the restart condition is satisfied. Therefore, the period during which the idling stop control is performed becomes long, and the fuel efficiency can be improved. The restart condition is satisfied, for example, on the condition that the brake is released or the accelerator is operated.
しかしながら、バッテリの出力可能な電力は、SOCのみならず、バッテリの劣化状態や温度等によっても変化するものである。このため、バッテリのSOCが、使用可能なSOC範囲内であっても、エンジンを再始動させるために必要な電力を供給できない場合や、バッテリに接続された電気負荷を安定作動させるために必要な電力を供給できない場合など、アイドリングストップ状態を継続できない場合がある。例えば、低温状態では、バッテリのSOCが使用可能なSOC範囲内であっても、エンジンを再始動させるために必要な電圧を供給できない場合がある。 However, the power that can be output by the battery changes not only with the SOC but also with the deterioration state of the battery, the temperature, and the like. Therefore, even if the SOC of the battery is within the usable SOC range, it is necessary to supply the power required to restart the engine or to stably operate the electric load connected to the battery. It may not be possible to continue the idling stop state, such as when power cannot be supplied. For example, in a low temperature state, even if the SOC of the battery is within the usable SOC range, it may not be possible to supply the voltage required for restarting the engine.
このような場合、バッテリの出力不足によりエンジンの再始動が不可能となる状況を回避するため、バッテリのSOCが使用可能なSOC範囲内であっても、バッテリの出力可能な電力を考慮して、エンジンを再始動させることが必要となる。したがって、特許文献1に記載の制御装置では、バッテリの出力可能な電力を考慮していないため、アイドリングストップ制御中、再始動条件の成立前にエンジンの再始動が実行されるということが頻繁に発生する可能性がある。つまり、燃費を十分に向上させることはできない虞がある。 In such a case, in order to avoid the situation where the engine cannot be restarted due to insufficient battery output, the power that can be output by the battery is taken into consideration even if the SOC of the battery is within the usable SOC range. , It is necessary to restart the engine. Therefore, since the control device described in Patent Document 1 does not consider the power that can be output by the battery, it is often the case that the engine is restarted during idling stop control and before the restart condition is satisfied. It can occur. That is, there is a possibility that the fuel efficiency cannot be sufficiently improved.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、燃費を向上させることができる制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide a control device capable of improving fuel efficiency.
上記課題を解決するため、第1の手段は、内燃機関と、内燃機関と、前記内燃機関を始動させる始動機と、充放電可能な蓄電池と、前記蓄電池から電力が供給される電気負荷と、を有する車両に適用される制御装置において、自動停止条件が成立した場合に前記内燃機関を停止させて、アイドリングストップ状態に移行させる停止制御部と、前記アイドリングストップ状態において、再始動条件が成立した場合に前記内燃機関を再始動させるように前記始動機を制御する始動制御部と、前記蓄電池の状態に基づいて、前記アイドリングストップ状態を継続可能であると判断される前記蓄電池の残存容量である下限値を推定する下限値推定部と、前記アイドリングストップ状態中に前記電気負荷によって消費される消費電力量を推定する消費電力量推定部と、前記下限値推定部により推定された下限値を基準とし、前記消費電力量推定部により推定された前記消費電力量を考慮して、アイドリングストップ状態への移行を許可する前記蓄電池の残存容量である許可値を設定する設定部と、を備える。 In order to solve the above problems, the first means are an internal combustion engine, an internal combustion engine, a starter for starting the internal combustion engine, a storage battery that can be charged and discharged, and an electric load to which electric power is supplied from the storage battery. The stop control unit that stops the internal combustion engine to shift to the idling stop state when the automatic stop condition is satisfied, and the restart condition is satisfied in the idling stop state. It is the remaining capacity of the start control unit that controls the starter so as to restart the internal combustion engine, and the storage battery that is determined to be able to continue the idling stop state based on the state of the storage battery. Based on the lower limit value estimation unit that estimates the lower limit value, the power consumption estimation unit that estimates the power consumption consumed by the electric load during the idling stop state, and the lower limit value estimated by the lower limit value estimation unit. In consideration of the power consumption estimated by the power consumption estimation unit, the setting unit is provided with a setting unit for setting a permitted value which is the remaining capacity of the storage battery that permits the transition to the idling stop state.
アイドリングストップ状態への移行を許可する許可値は、下限値を基準とし、アイドリングストップ状態中における消費電力量を考慮して、設定される。このため、蓄電池の残存容量が許可値以上であるときに、アイドリングストップ状態へ移行すれば、アイドリングストップ状態中に、下限値未満となることを抑制することができる。 The permission value for permitting the transition to the idling stop state is set with reference to the lower limit value and in consideration of the power consumption in the idling stop state. Therefore, if the remaining capacity of the storage battery is equal to or greater than the permitted value and the idling stop state is entered, it is possible to prevent the storage battery from falling below the lower limit value during the idling stop state.
そして、下限値は、アイドリングストップ状態を継続可能であると判断される蓄電池の残存容量であり、その値は、蓄電池の状態(温度や劣化状態等、出力性能に係る状態)に基づいて、設定される。すなわち、蓄電池の状態に応じて下限値が推定されるため、蓄電池の状態が変化しても、下限値よりも蓄電池の残存容量が大きければ、アイドリングストップ状態を継続させるための電力を確保することができる。 The lower limit is the remaining capacity of the storage battery that is judged to be able to continue the idling stop state, and the value is set based on the state of the storage battery (state related to output performance such as temperature and deterioration state). Will be done. That is, since the lower limit value is estimated according to the state of the storage battery, even if the state of the storage battery changes, if the remaining capacity of the storage battery is larger than the lower limit value, the power for continuing the idling stop state should be secured. Can be done.
以上のことから、アイドリングストップ状態中、再始動条件が成立する前に、下限値を下回って内燃機関が再始動されること、あるいは再始動が不可能な状況となることを抑制することができる。これにより、アイドリングストップ状態となる期間を長くすることができ、燃費をより向上させることができる。 From the above, it is possible to prevent the internal combustion engine from being restarted below the lower limit value or becoming impossible to restart before the restart condition is satisfied during the idling stop state. .. As a result, the period of idling stop state can be lengthened, and fuel efficiency can be further improved.
なお、前記下限値は、前記内燃機関の再始動において最低限必要とされる前記蓄電池の残存容量、又は、前記アイドリングストップ状態において前記蓄電池からの電力供給により、前記電気負荷を安定作動させるために最低限必要とされる前記蓄電池の残存容量に基づいて推定される。 The lower limit is set in order to stably operate the electric load by the remaining capacity of the storage battery, which is the minimum required for restarting the internal combustion engine, or by supplying electric power from the storage battery in the idling stop state. It is estimated based on the minimum required remaining capacity of the storage battery.
したがって、下限値よりも蓄電池の残存容量が大きければ、内燃機関の再始動において最低限必要とされる前記蓄電池の残存容量、又はアイドリングストップ状態において前記蓄電池からの電力供給により、前記電気負荷を安定作動させるために最低限必要とされる前記蓄電池の残存容量を確保することができる。 Therefore, if the remaining capacity of the storage battery is larger than the lower limit, the remaining capacity of the storage battery, which is the minimum required for restarting the internal combustion engine, or the power supply from the storage battery in the idling stop state stabilizes the electric load. It is possible to secure the minimum remaining capacity of the storage battery required for operation.
また、前記車両には、前記内燃機関の駆動エネルギ又は前記車両の運動エネルギにより発電可能な発電機が備えられ、前記蓄電池は、前記発電機から供給される電力により充電可能に構成され、前記蓄電池の残存容量が目標値以上となるように、前記発電機の発電を制御する発電制御部を備え、前記目標値は、前記許可値よりも高く設定されている。 Further, the vehicle is provided with a generator capable of generating electricity by the driving energy of the internal combustion engine or the kinetic energy of the vehicle, and the storage battery is configured to be rechargeable by the power supplied from the generator. A power generation control unit for controlling the power generation of the generator is provided so that the remaining capacity of the generator becomes equal to or higher than the target value, and the target value is set higher than the permitted value.
このため、アイドリングストップ状態へ移行する前には、アイドリングストップ状態中に電気負荷により消費される消費電力量を、確保可能となる。 Therefore, before shifting to the idling stop state, it is possible to secure the amount of power consumption consumed by the electric load during the idling stop state.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では制御装置としての電子制御装置(エンジンECU)を具体化しており、そのエンジンECUは、例えば、エンジン(内燃機関)を駆動源として走行する車両において、当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムに適用される制御装置として用いられる。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an electronic control device (engine ECU) as a control device is embodied, and the engine ECU supplies power to various devices of the vehicle, for example, in a vehicle traveling with an engine (internal combustion engine) as a drive source. It is used as a control device applied to the in-vehicle power supply system to be supplied. In each of the following embodiments, the parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be used for the parts having the same reference numerals.
図1に示すように、車載電源システムは、鉛蓄電池11と、リチウムイオン蓄電池12と、を有する2電源システムであり、各蓄電池11,12からは電気負荷13,15への給電が可能となっている。また、各蓄電池11,12に対しては回転電機14による充放電が可能となっている。本システムでは、回転電機14に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されるとともに、電気負荷15に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されている。
As shown in FIG. 1, the in-vehicle power supply system is a dual power supply system including a
鉛蓄電池11は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池12は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。これら各蓄電池11,12の定格電圧はいずれも同じであり、例えば12Vである。
The
図示による具体的な説明は割愛するが、リチウムイオン蓄電池12は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットUとして構成されている。図1では、電池ユニットUを破線で囲んで示す。電池ユニットUは、外部端子P0,P1,P2を有しており、このうち外部端子P0に鉛蓄電池11と電気負荷13が接続され、外部端子P1に回転電機14が接続され、外部端子P2に電気負荷15が接続されている。
Although a specific description by illustration is omitted, the lithium
回転電機14は、3相交流モータや電力変換装置としてのインバータを有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型のISG(Integrated Starter Generator)として構成されている。回転電機14は、エンジン10と機械的に連結されている。回転電機14は、エンジン出力軸の駆動エネルギによる発電(燃料発電)や、車軸の回転エネルギ(車両の運動エネルギ)による発電(回生発電)を行う発電機能を備えている。回転電機14は、発電電力を各蓄電池11,12や電気負荷15に供給する。また、回転電機14は、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能を備えている。回転電機14は、リチウムイオン蓄電池12から力行機能を実施するための電力が供給される。
The rotary
例えば、回転電機14は、エンジン10の運転状態が停止状態である場合に、エンジン出力軸に回転力を付与して、エンジン10を始動させることができる。このため、回転電機14は、始動機としての機能を備える。また、回転電機14は、車軸又はエンジン出力軸に回転力を付与(トルクアシスト)して、車両の走行を補助するいわゆるトルクアシスト機能を備える。
For example, the rotary
電気負荷15には、供給電力の電圧が一定、又は所定範囲内で変動することが要求される定電圧負荷が含まれる。電気負荷15は被保護負荷ともいえる。また、電気負荷15は電源失陥が許容されない負荷であるともいえる。
The
定電圧要求負荷である電気負荷15の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンECU50を含む各種ECU等が挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。電気負荷15として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。
Specific examples of the
電気負荷13は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷13の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。
The
次に、電池ユニットUについて説明する。電池ユニットUには、ユニット内電気経路として、各外部端子P0,P1を繋ぐ電気経路L1と、電気経路L1上の接続点N1とリチウムイオン蓄電池12とを繋ぐ電気経路L2とが設けられている。このうち電気経路L1にスイッチSW1が設けられ、電気経路L2にスイッチSW2が設けられている。回転電機14の発電電力は、電気経路L1,L2を介して鉛蓄電池11やリチウムイオン蓄電池12に供給される。
Next, the battery unit U will be described. The battery unit U is provided with an electric path L1 connecting the external terminals P0 and P1 and an electric path L2 connecting the connection point N1 on the electric path L1 and the lithium
なお、鉛蓄電池11からリチウムイオン蓄電池12までの電気経路で言えば、接続点N1よりも鉛蓄電池11の側(外部端子P0の側)にスイッチSW1が設けられ、接続点N1よりもリチウムイオン蓄電池12の側にスイッチSW2が設けられている。
Speaking of the electric path from the
また、本実施形態の電池ユニットUでは、電気経路L1,L2以外に、電気経路L1上の接続点N2(外部端子P0とスイッチSW1の間の点)と、外部端子P2と、を接続する電気経路L4を有している。電気経路L4により、鉛蓄電池11から電気負荷15への電力供給を可能とする経路が形成されている。電気経路L4(詳しくは接続点N2-接続点N4の間)には、スイッチSW4が設けられている。
Further, in the battery unit U of the present embodiment, in addition to the electric paths L1 and L2, electricity connecting the connection point N2 (the point between the external terminal P0 and the switch SW1) on the electric path L1 and the external terminal P2. It has a path L4. The electric path L4 forms a path that enables power to be supplied from the
また、電池ユニットUでは、電気経路L2の接続点N3(スイッチSW2とリチウムイオン蓄電池12の間の点)と、電気経路L4上の接続点N4(スイッチSW4と外部端子P2の間の点)と、を接続する電気経路L3が設けられている。電気経路L3により、リチウムイオン蓄電池12から電気負荷15への電力供給を可能とする経路が形成されている。電気経路L3(詳しくは接続点N3-接続点N4の間)には、スイッチSW3が設けられている。なお、鉛蓄電池11からリチウムイオン蓄電池12までの電気経路で言えば、接続点N4よりも鉛蓄電池11の側にスイッチSW4が設けられ、接続点N4よりもリチウムイオン蓄電池12の側にスイッチSW3が設けられている。
Further, in the battery unit U, the connection point N3 of the electric path L2 (the point between the switch SW2 and the lithium ion storage battery 12) and the connection point N4 on the electric path L4 (the point between the switch SW4 and the external terminal P2) , Is provided with an electric path L3 for connecting the above. The electric path L3 forms a path that enables power to be supplied from the lithium
電池ユニットUは、各スイッチSW1~SW4を制御するBMU18(電池管理装置、バッテリーマネージメントユニット)を備えている。BMU18は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。BMU18は、スイッチSW1~SW4の状態(オン、オフ)について制御する。
The battery unit U includes a BMU 18 (battery management device, battery management unit) that controls each switch SW1 to SW4. The
また、BMU18は、リチウムイオン蓄電池12の状態を取得し、リチウムイオン蓄電池12の状態を示す信号(情報)を出力する。リチウムイオン蓄電池12の状態とは、例えば、リチウムイオン蓄電池12の温度、劣化状態、出力電圧及びSOCのことである。
Further, the
すなわち、BMU18は、リチウムイオン蓄電池12のSOC(残存容量:State Of Charge)を算出(取得)し、SOCを示す信号(情報)を出力する。SOCの算出方法は、周知の方法でよく、例えば、通電遮断状態における開放電圧(OCV)に基づいてSOCを算出するとともに、リチウムイオン蓄電池12の充放電時における通電電流を所定周期で積算することで、SOCを逐次更新すればよい。なお、以下では、リチウムイオン蓄電池12のSOCを、単にSOCと示す場合がある。
That is, the
また、BMU18は、リチウムイオン蓄電池12の劣化状態を監視(取得)し、劣化状態を示す信号(情報)を出力する。劣化状態の監視方法は、周知の方法でよく、例えば、リチウムイオン蓄電池12の端子間電圧と、充放電電流との組を用いて、リチウムイオン蓄電池12の内部抵抗を算出し、この内部抵抗を用いてリチウムイオン蓄電池12の劣化状態を監視すればよい。
Further, the
また、BMU18は、リチウムイオン蓄電池12の温度を検出する温度センサ(図示略)から、リチウムイオン蓄電池12の温度を取得し、温度を示す信号(情報)を出力する。また、BMU18は、リチウムイオン蓄電池12の出力電圧を検出する電圧センサ(図示略)から、リチウムイオン蓄電池12の出力電圧を取得し、出力電圧を示す信号(情報)を出力する。
Further, the
エンジンECU50(以下、単にECU50と示す)は、CPU、ROM、RAM、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。このECU50は、各種情報を取得可能に構成されている。例えば、ECU50は、アクセル操作量を検出するアクセルセンサや、ブレーキペダルのブレーキ操作量を検出するブレーキセンサなど、各種センサからドライバ操作情報を取得(入力)する。また、ECU50は、BMU31から、リチウムイオン蓄電池12の状態を示す情報を取得する。また、ECU50は、車速センサなどの各種センサから、車両に関する情報(車速など)を取得する。また、ECU50は、電気負荷15から、電気負荷15の駆動状態に関する情報を取得する。
The engine ECU 50 (hereinafter, simply referred to as ECU 50) is an electronic control device including a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, flash memory, and the like. The
そして、ECU50は、取得した各種情報に基づき、各種制御を実行する。例えば、ECU50は、車速やドライバ操作情報などに基づいて、回転電機14の力行駆動及び発電を制御する。その際、ECU50は、リチウムイオン蓄電池12のSOC等に基づいて、リチウムイオン蓄電池12の充電及び放電を制御する。
Then, the
具体的には、ECU50は、リチウムイオン蓄電池12のSOCが所定の使用範囲内に維持されるように、電池ユニットUのBMU18に対して指示する。所定の使用範囲は、充放電曲線上で、電圧の変化が少ない平坦な範囲(いわゆるプラトー領域)のことである。BMU18は、ECU50からの指示に基づき、各スイッチSW1~SW4を制御して、リチウムイオン蓄電池12の充電及び放電を制御する。
Specifically, the
また、ECU50は、エンジン10の運転状態(始動及び停止を含む)を制御する。例えば、ECU50は、エンジン10の運転状態の制御として、エンジン10のアイドリングストップ制御を実施する。アイドリングストップ制御は、概略として、所定の自動停止条件が成立するとエンジン10の運転(燃焼)が停止されるとともに、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジン10が再始動される。この場合、自動停止条件には、例えば、車速がエンジン自動停止速度域(例えば、車速≦10km/h)にあり、かつアクセル操作が解除されたこと又はブレーキ操作が行われたことが含まれる。また、再始動条件としては、例えば、アクセル操作が開始されたことや、ブレーキ操作が解除されたことが含まれる。また、ECU50は、エンジン10の再始動後、完爆したこと(すなわち、再始動が完了したこと)を判定する機能も備えている。なお、エンジン制御機能とアイドリングストップ機能とを別々のECUにて実施する構成にすることも可能である。
Further, the
ところで、定電圧要求負荷である電気負荷15への電力供給を継続的に行う必要があるため、アイドリングストップ状態中であっても、リチウムイオン蓄電池12のSOCが減り続けることとなる。このため、従来の制御装置では、アイドリングストップ状態中に電気負荷により消費される消費電力量を予測し、当該消費電力量を考慮して、アイドリングストップ状態に移行する前において最低限確保される基準とするSOCとしての閾値を設定していた。
By the way, since it is necessary to continuously supply electric power to the
具体的には、従来の制御装置は、リチウムイオン蓄電池の使用範囲の下限に、予測した消費電力量分の蓄電容量を上乗せして、閾値を設定していた。そして、従来の制御装置は、リチウムイオン蓄電池のSOCが、当該閾値を下回ることがないように、蓄電池を充放電していた。このため、アイドリングストップ状態中、電気負荷による電力消費によって、蓄電池のSOCが使用範囲の下限となって、再始動条件が成立する前にエンジンを再始動させるという状況を抑制していた。 Specifically, in the conventional control device, the threshold value is set by adding the storage capacity corresponding to the predicted power consumption to the lower limit of the usage range of the lithium ion storage battery. Then, the conventional control device charges and discharges the storage battery so that the SOC of the lithium ion storage battery does not fall below the threshold value. Therefore, during the idling stop state, the SOC of the storage battery becomes the lower limit of the usage range due to the power consumption due to the electric load, and the situation where the engine is restarted before the restart condition is satisfied is suppressed.
しかしながら、リチウムイオン蓄電池12の出力電力は、リチウムイオン蓄電池12の劣化状態や温度等、リチウムイオン蓄電池12の状態(出力性能に係る状態)によって、変化する。例えば、リチウムイオン蓄電池12が劣化した場合、あるいは、高温や低温である場合、同じSOCであっても、リチウムイオン蓄電池12の出力電力が少なくなる場合がある。
However, the output power of the lithium
このため、従来のように、ある時(例えば、初期状態)におけるリチウムイオン蓄電池12の使用範囲の下限に基づいて、閾値を設定した場合、次のような問題がある。すなわち、リチウムイオン蓄電池12の劣化状態や温度などのリチウムイオン蓄電池12の状態が変化した場合に、出力電力が少なくなり、アイドリングストップ状態を維持するために必要な電力を確保できない虞がある。
Therefore, when the threshold value is set based on the lower limit of the usage range of the lithium
そこで、本実施形態では、リチウムイオン蓄電池12の状態を考慮して、リチウムイオン蓄電池12の充放電や、アイドリングストップ制御を実行することとした。以下、詳しく説明する。
Therefore, in the present embodiment, the charging / discharging of the lithium
ECU50には、以下に示すような種々の機能を備えた。すなわち、図1に示すように、ECU50は、下限値推定部51と、消費電力量推定部52と、設定部53と、停止制御部54と、始動制御部55と、発電制御部56と、を備える。これらの機能は、ECU50が備えるROM等に記憶された制御プログラムが実行されることで、各種機能が実現される。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。
The
下限値推定部51は、リチウムイオン蓄電池12の状態に基づいて、エンジン10の再始動において最低限必要とされるリチウムイオン蓄電池12のSOCである下限SOC(下限値)を推定する。下限SOCは、アイドリングストップ状態を継続可能と判断される蓄電池のSOCのことである。具体的には、エンジン10を再始動させる際に、エンジン10に回転力を付与する回転電機14が必要とする電力を出力するために、最低限必要なSOC、及び電気負荷15を安定作動させるために必要とする電力を出力するために、最低限必要なSOCのうち、高い方のSOCに基づいて決定される。
The lower limit
具体的には、リチウムイオン蓄電池12の劣化状態及び温度をパラメータとして、下限SOCを特定するマップデータを予め作成し、ECU50の記憶装置に記憶しておく。そして、下限値推定部51は、当該マップデータを参照して、BMU18から取得したリチウムイオン蓄電池12の劣化状態及び温度に基づき、下限SOCを推定する。
Specifically, map data for specifying the lower limit SOC is created in advance with the deterioration state and temperature of the lithium
消費電力量推定部52は、アイドリングストップ状態中に電気負荷15によって消費される消費電力量を推定する。消費電力量は、アイドリングストップ状態の開始から所定時間が経過するまでに、電気負荷15によって消費される電力量のことである。本実施形態において、所定時間は、一定値であり、アイドリングストップ状態が維持される可能性が高い時間(例えば、1~2分)を考慮して設定されることが望ましい。なお、後述する走行履歴や周辺情報に基づき、所定時間を設定してもよい。
The power
消費電力量は、電気負荷15の駆動状態に基づき、マップデータを参照して推定される。駆動状態とは、オンオフのみならず、要求電力量の多少も含まれる。この駆動状態は、電気負荷15から出力される。要求電力量が多い電気負荷15がオン状態である場合や、オン状態中の電気負荷15の要求電力量が多い場合、もしくは、多くの電気負荷15がオン状態である場合等には、マップデータに基づき、消費電力量が多いと推定されやすい。一方、要求電力量が多い電気負荷15がオフ状態である場合や、オン状態中の電気負荷15の要求電力量が少ない場合、もしくは、多くの電気負荷15がオフ状態である場合等には、マップデータに基づき、消費電力量が少ないと推定されやすい。
The power consumption is estimated with reference to the map data based on the driving state of the
設定部53は、下限値推定部51により推定された下限SOCを基準とし、消費電力量推定部52により推定された消費電力量を考慮して、許可SOC(許可値)を設定する。許可SOCは、アイドリングストップ状態への移行を許可する基準とするリチウムイオン蓄電池12のSOCである。具体的には、設定部53は、推定された消費電力量を供給するために必要な蓄電容量を、下限SOCに上乗せして、許可SOCを設定する。
The setting
停止制御部54は、取得したリチウムイオン蓄電池12のSOCが許可SOC以上であることを条件として、自動停止条件が成立した場合にエンジン10を停止させて、アイドリングストップ状態に移行させる。自動停止条件が成立したか否かは、前述したように車速及びドライバ操作情報等に基づき判断される。
The
始動制御部55は、アイドリングストップ状態において、再始動条件が成立した場合にエンジン10を再始動させるように回転電機14を制御する。再始動条件が成立したか否かは、前述したようにドライバ操作情報等に基づき判断される。なお、始動制御部55は、アイドリングストップ状態において、再始動条件が成立していない場合であっても、SOCが、下限SOCまで減少した場合には、回転電機14を力行駆動させて、エンジン10を再始動させる。これにより、出力電力が足らなくなって、再始動できなくなる状況や電気負荷15の不安定動作等を防止できる。
The
発電制御部56は、SOCが目標SOC(目標値)以上となるように、回転電機14の発電を制御する。発電制御部56は、SOCが使用範囲の上限未満である場合であって、減速時など、車両の運動エネルギに基づき回生発電可能な状況である場合、車両の運動エネルギによって、回転電機14の回転軸を回転させ、回転電機14に回生発電を実行させる。
The power
また、発電制御部56は、リチウムイオン蓄電池12のSOCが目標SOC未満である場合であって、停止中等、車両の運動エネルギに基づき回生発電可能な状況でない場合、エンジン10を運転させる。そして、発電制御部56は、エンジン出力軸の駆動エネルギによって、回転電機14の回転軸を回転させて、回転電機14に発電(燃料発電)を実行させる。
Further, the power
目標SOCは、少なくとも許可SOCよりも高く設定されている。つまり、許可SOCに所定のマージンを設けて、目標SOCを設定している。具体的には、許可SOCを所定の倍率(例えば、1.2倍)で乗算した値が、目標SOCとして設定部53により設定される。許可SOCは、下限値及び消費電力量に基づき、設定されるため、許可SOCに基づき設定される目標SOCも、下限値及び消費電力量に基づき、設定されるともいえる。
The target SOC is set at least higher than the permitted SOC. That is, the target SOC is set by providing a predetermined margin in the permitted SOC. Specifically, a value obtained by multiplying the permitted SOC by a predetermined magnification (for example, 1.2 times) is set by the setting
なお、設定部53は、許可SOCに、予め決められた所定の容量を加えて、目標SOCを設定してもよい。所定の容量は、例えば、数分程度、アイドリングストップ状態を継続させることができる蓄電容量であることが望ましい。また、本実施形態では、設定部53により目標SOCが設定されたが、目標SOCを一定値として、予め記憶装置に設定しておいてもよい。その際、許可SOCとして想定されるSOCのうち、最大値を基準として、それよりも大きな値を設定すればよい。
The setting
また、ECU50は、リチウムイオン蓄電池12のSOCが目標SOCよりも大きいことを条件として、回転電機14にトルクアシスト機能を実施させることを許可する。なお、ECU50は、ドライバ操作情報及び車速に基づき、車両が加速又は一定速度で走行すると判定された場合等に、SOCが目標SOCよりも大きいことを条件として、回転電機14に力行駆動を実行させて、車両走行をアシストさせる。
Further, the
次に、図2を参照して、アイドリングストップ制御に関わるアイドリングストップ処理について説明する。アイドリングストップ処理は、イグニッションスイッチがオンされた後、ECU50により周期的に実行される。
Next, the idling stop process related to the idling stop control will be described with reference to FIG. 2. The idling stop process is periodically executed by the
まず、下限値推定部51としてのECU50は、マップデータを参照して、BMU18から取得したリチウムイオン蓄電池12の劣化状態及び温度に基づき、下限SOCを推定する(ステップS101)。次に、消費電力量推定部52としてのECU50は、電気負荷15の駆動状態に基づき、アイドリングストップ状態中に電気負荷15によって消費される消費電力量を推定する(ステップS102)。
First, the
そして、設定部53としてのECU50は、ステップS101において推定された下限SOCを基準とし、ステップS102において推定された消費電力量を考慮して、許可SOCを設定する(ステップS103)。ECU50は、リチウムイオン蓄電池12のSOCが、許可SOCよりも大きいか否かを判定する(ステップS104)。この判定結果が否定の場合、アイドリングストップ処理を終了する。
Then, the
一方、ステップS104の判定結果が肯定の場合、ECU50は、車速やドライバ操作情報を取得し、取得した情報に基づき、自動停止条件が成立したか否かを判定する(ステップS105)。この判定結果が否定の場合、アイドリングストップ処理を終了する。
On the other hand, if the determination result in step S104 is affirmative, the
一方、ステップS104の判定結果が肯定の場合、停止制御部54としてのECU50は、エンジン10を停止させて、アイドリングストップ状態に移行させる(ステップS106)。
On the other hand, if the determination result in step S104 is affirmative, the
次に、ECU50は、再始動条件が成立したか否かを判定する(ステップS107)。この判定結果が肯定の場合、始動制御部55としてのECU50は、エンジン10を再始動させるように回転電機14を制御する(ステップS108)。これにより、アイドリングストップ状態を終了させ、アイドリングストップ処理を終了する。
Next, the
一方、ステップS107の判定結果が否定の場合、ECU50は、リチウムイオン蓄電池12のSOCを取得し、取得したSOCが下限SOCよりも大きいか否かを判定する(ステップS109)。この判定結果が肯定の場合、ECU50は、所定時間経過後、ステップS107を再び実行する。つまり、再始動条件が成立するか、もしくは、SOCが下限SOCに達するまで、アイドリングストップ状態を継続する。
On the other hand, if the determination result in step S107 is negative, the
一方、ステップS109の判定結果が否定の場合、ECU50は、ステップS108に移行し、エンジン10を再始動させるように回転電機14を制御する。すなわち、再始動条件に関わらず、エンジン10を再始動させる。そして、アイドリングストップ状態を終了させる。
On the other hand, if the determination result in step S109 is negative, the
次に、図3を参照して、回転電機14による発電に係る発電処理について説明する。発電処理は、発電制御部56としてのECU50により所定周期ごとに実行される。
Next, with reference to FIG. 3, a power generation process related to power generation by the rotary
ECU50は、リチウムイオン蓄電池12のSOCを取得し、取得したSOCがリチウムイオン蓄電池12の使用範囲の上限未満であるか否かについて判定する(ステップS201)。
The
ステップS201の判定結果が否定の場合、発電処理を終了する。一方、ステップS201の判定結果が肯定の場合、ECU50は、車両の運動エネルギを利用して回生発電可能な状況であるか否かを判定する(ステップS202)。ステップS202において、ECU50は、ドライバ操作情報や車速に基づき、アクセルが操作されていないと判定された場合、ブレーキが操作されていると判定された場合、もしくは、車速が減速中であると判定された場合に、車両の運動エネルギを利用して回生発電可能な状況であると判定する。
If the determination result in step S201 is negative, the power generation process is terminated. On the other hand, if the determination result in step S201 is affirmative, the
この判定結果が肯定の場合、ECU50は、車両の運動エネルギを利用して、回生発電を実施させるように回転電機14を制御する(ステップS203)。そして、ECU50は、発電処理を終了する。
If this determination result is affirmative, the
一方、ステップS202の判定結果が否定の場合、ECU50は、取得したSOCが目標SOC未満であるか否かについて判定する(ステップS204)。なお、ステップS204にて、ECU50が、許可SOCに基づき、目標SOCを設定してもよいし、ステップS103において、許可SOCと共に、目標SOCを設定してもよい。この判定結果が否定の場合、発電処理を終了する。一方、ステップS204の判定結果が肯定の場合、アイドリングストップ状態中であるか否かを判定する(ステップS205)。この判定結果が肯定の場合、ECU50は、発電処理を終了する。
On the other hand, if the determination result in step S202 is negative, the
一方、ステップS205の判定結果が否定の場合、ECU50は、エンジン10の運転を制御し、エンジン出力軸の駆動エネルギを利用して、発電を実施させるように回転電機14を制御する(ステップS206)。つまり、燃料発電を実施する。なお、車両が加速中である場合、発電に必要となる負荷の分だけ余分に出力させるように、エンジン10を運転させることとなる。一方、車両が停止中である場合(アイドリング状態中である場合)、発電に必要となる負荷を出力させるように、エンジン10を運転させることとなる。
On the other hand, if the determination result in step S205 is negative, the
次に、図4,図5において、アイドリングストップ状態が実行される場合におけるSOCの遷移について説明する。図4,図5では、従来例におけるSOCの遷移について一点鎖線で示し、本実施例におけるSOCの遷移について実線で示す。従来例では、リチウムイオン蓄電池12の使用範囲の下限を基準として、電気負荷15の消費電力量分の蓄電容量を加算したものを、アイドリングストップ状態前に最低限確保する閾値(従来例)としている。本実施例において、リチウムイオン蓄電池12の使用範囲の下限及び電気負荷15の消費電力量は、従来例と同じ値であることを前提として説明する。また、従来例と本実施例とでリチウムイオン蓄電池12の状態は同じであり、使用範囲の下限よりも、エンジン10を再始動させるために最低限必要なSOC(本実施例の下限SOC)が高くなっていることを前提として説明する。また、図4では、SOCの初期値は、本実施例と従来例とで同じであり、目標SOCよりも高いことを前提として説明する。
Next, in FIGS. 4 and 5, the SOC transition when the idling stop state is executed will be described. In FIGS. 4 and 5, the SOC transition in the conventional example is shown by a alternate long and short dash line, and the SOC transition in this example is shown by a solid line. In the conventional example, the lower limit of the usage range of the lithium
まず、図4における車速の状況について説明する。図4に示すように、時点T1~T4の期間において、車両が一定の速度で走行し、時点T4~T5の期間において、減速し、時点T5以降の期間において、停止する。 First, the situation of the vehicle speed in FIG. 4 will be described. As shown in FIG. 4, the vehicle travels at a constant speed in the period from time point T1 to T4, decelerates in the period from time point T4 to T5, and stops in the period after time point T5.
次に、この車両状況を前提として、従来例におけるSOCの遷移について説明する。時点T1~時点T3において車両が一定速度で走行する場合、一点鎖線で示すように、SOCは閾値(従来例)以上であるため、回転電機が力行駆動し、また、電気負荷が電力を消費する。これにより、閾値(従来例)となるまで、SOCが減少する。 Next, on the premise of this vehicle situation, the SOC transition in the conventional example will be described. When the vehicle travels at a constant speed from the time point T1 to the time point T3, as shown by the alternate long and short dash line, the SOC is equal to or higher than the threshold value (conventional example), so that the rotary electric machine is driven by power running and the electric load consumes electric power. .. As a result, the SOC decreases until the threshold value (conventional example) is reached.
時点T4~時点T5において車両が減速する場合、回転電機が回生発電を実施するため、SOCは、上昇し、閾値(従来例)よりも大きくなる。そして、時点T5において車両が停止する場合、自動停止条件が成立するため、アイドリングストップ状態へ移行する。 When the vehicle decelerates from the time point T4 to the time point T5, the SOC increases and becomes larger than the threshold value (conventional example) because the rotary electric machine performs regenerative power generation. Then, when the vehicle stops at the time point T5, the automatic stop condition is satisfied, so that the engine shifts to the idling stop state.
時点T5~時点T6において車両が停止している場合、アイドリングストップ状態中に電気負荷15が電力を消費するため、SOCは、閾値(従来例)よりも低下していく。そして、時点T6において、SOCがエンジン10を再始動させるために最低限必要なSOCに達すると、再始動できなくなることを防止するため、再始動条件が成立していなくても、アイドリングストップ状態を終了し、エンジンが再始動する。これにより、SOCが低下しなくなる。
When the vehicle is stopped at the time point T5 to the time point T6, the
時点T6~T7の期間では、エンジンがアイドリング状態となり、回転電機が燃料発電を実施するため、SOCが上昇する。時点T7においてSOCが閾値(従来例)となると、自動停止条件が成立するため、再びアイドリングストップ状態へ移行する。 During the period from T6 to T7, the engine is idling and the rotary electric machine generates fuel, so that the SOC rises. When the SOC reaches the threshold value (conventional example) at the time point T7, the automatic stop condition is satisfied, and the state shifts to the idling stop state again.
時点T7~時点T8の期間では、アイドリングストップ状態中であるため、SOCは、低下していく。そして、時点T8において、SOCがエンジン10を再始動させるために最低限必要なSOCに達すると、エンジンが再始動する。これにより、SOCが低下しなくなる。時点T8~T9の期間では、エンジンがアイドリング状態となり、回転電機が燃料発電を実施するため、SOCが上昇し、閾値(従来例)に達する。
In the period from the time point T7 to the time point T8, since the idling stop state is in effect, the SOC decreases. Then, at the time point T8, when the SOC reaches the minimum required SOC for restarting the
以上のように、従来例では、リチウムイオン蓄電池12の状態による影響により、SOCが使用範囲の下限まで減少する前に、再始動させるために最低限必要なSOCとなってしまう。すなわち、使用範囲の下限を基準として、消費電力量分の容量を確保しても、当該容量を使い切る前に、再始動してしまい、結果として、アイドリングストップ状態となっている期間が短くなる。このため、リチウムイオン蓄電池12の状態によっては、再始動を頻繁に繰り返すような状況となる虞がある。
As described above, in the conventional example, due to the influence of the state of the lithium
次に、図4に基づき、本実施例におけるSOCの遷移について説明する。時点T1~時点T2において車両が一定速度で走行する場合、実線で示すように、SOCは目標SOC以上であるため、回転電機14が力行駆動する。これにより、目標SOCとなるまで、SOCが減少する。時点T2~時点T4において車両が一定速度で走行する場合、SOCが目標SOCに達するため、回転電機14は、力行駆動を行わない。その際、電気負荷15へ電力供給する必要があるが、鉛蓄電池11から電力を供給させる。これにより、SOCは、目標SOCで維持される。なお、この時、回転電機14に燃料発電を実施させ、発電電力を電気負荷15に供給させてもよい。
Next, the transition of SOC in this embodiment will be described with reference to FIG. When the vehicle travels at a constant speed from the time point T1 to the time point T2, as shown by the solid line, since the SOC is equal to or higher than the target SOC, the rotary
時点T4~時点T5において車両が減速する場合、回転電機14が回生発電を実施するため、SOCは、上昇し、目標SOCよりも大きくなる。そして、時点T5において車両が停止する場合、自動停止条件が成立するため、アイドリングストップ状態へ移行する。時点T5~時点T9において車両が停止している場合、アイドリングストップ状態中に電気負荷15が電力を消費するため、SOCは、低下していく。
When the vehicle decelerates from the time point T4 to the time point T5, the SOC increases because the rotary
以上のように本実施例では、許可SOCは、再始動させるために最低限必要な下限SOCを基準とし、消費電力量分の容量を確保して設定されている。このため、リチウムイオン蓄電池12の状態が変更されたとしても、アイドリングストップ状態の期間が短くなることを抑制することができる。それに伴い、再始動や燃料発電を繰り返すことを抑制することができる。なお、エンジン10の再始動には、一般的に大きなエネルギを必要とするため、再始動の回数が少ない方が、多い方よりも燃費が良くなる。また、従来例では本実施例と比較して力行駆動をより長く実施することができる。しかしながら、力行駆動を長期間実施させるよりも、アイドリングストップ状態を長期間長く維持する方が、一般的に燃費が良い。
As described above, in this embodiment, the permitted SOC is set with a capacity corresponding to the amount of power consumption secured based on the minimum required lower limit SOC for restarting. Therefore, even if the state of the lithium
次に、図5に基づき説明する。図5では、従来例及び本実施例共に、SOCの初期値が、充電を行う時間が十分確保されている場合において、アイドリングストップ状態移行前に最低限確保される値となっている。すなわち、従来例におけるSOCの初期値は、閾値(従来例)であるものとし、本実施例におけるSOCの初期値は、目標SOCであるものとして説明する。 Next, it will be described with reference to FIG. In FIG. 5, in both the conventional example and the present embodiment, the initial value of the SOC is a value that is secured at the minimum before the transition to the idling stop state when the charging time is sufficiently secured. That is, it is assumed that the initial value of the SOC in the conventional example is a threshold value (conventional example), and the initial value of the SOC in the present embodiment is the target SOC.
まず、図5における車速の状況について説明する。図5に示すように、時点T11~T12の期間において、車両が停止し、時点T12~T13の期間において、加速し、時点T13~T14の期間において、減速し、時点T14以降の期間において、停止する。 First, the situation of the vehicle speed in FIG. 5 will be described. As shown in FIG. 5, the vehicle stops in the period from time point T11 to T12, accelerates in the period from time point T12 to T13, decelerates in the period from time point T13 to T14, and stops in the period after time point T14. do.
次に、この車両状況を前提として、図5に基づき、従来例におけるSOCの遷移について説明する。時点T11において車両が停止している場合、SOCは閾値(従来例)であるため、アイドリングストップ状態へ移行する。そして、時点T11~時点T12において車両が停止している場合、アイドリングストップ状態中に電気負荷が電力を消費するため、SOCは、低下していく。 Next, on the premise of this vehicle situation, the SOC transition in the conventional example will be described with reference to FIG. When the vehicle is stopped at the time point T11, the SOC is a threshold value (conventional example), so that the vehicle shifts to the idling stop state. Then, when the vehicle is stopped from the time point T11 to the time point T12, the SOC decreases because the electric load consumes the electric power during the idling stop state.
時点T12~時点T14において車両が加減速する場合、SOCは閾値(従来例)未満であるため、回転電機は、発電(燃料発電及び回生発電)を行い、SOCが上昇していく。時点T14において、車両が停止する場合、再始動条件が成立する場合であっても、SOCは閾値(従来例)未満であるため、アイドリングストップ状態への移行は許可されない。 When the vehicle accelerates or decelerates from the time point T12 to the time point T14, the SOC is less than the threshold value (conventional example), so that the rotary electric machine generates power (fuel power generation and regenerative power generation), and the SOC increases. At the time point T14, when the vehicle stops, even if the restart condition is satisfied, the SOC is less than the threshold value (conventional example), so that the transition to the idling stop state is not permitted.
次に、本実施例におけるSOCの遷移について説明する。時点T11において車両が停止している場合、SOCは許可SOC以上であるため、アイドリングストップ状態へ移行する。そして、時点T11~時点T12において車両が停止している場合、アイドリングストップ状態中に電気負荷15が電力を消費するため、SOCは、低下していく。
Next, the SOC transition in this embodiment will be described. If the vehicle is stopped at the time point T11, the SOC is equal to or higher than the permitted SOC, and the system shifts to the idling stop state. Then, when the vehicle is stopped from the time point T11 to the time point T12, the
時点T12~時点T14において車両が加減速する場合、SOCは、許可SOC以上である一方、目標SOC未満であるため、回転電機14は、発電(燃料発電及び回生発電)を行い、SOCは上昇していく。この時点T14において、車両が停止する場合、SOCは、目標SOC未満であるが、許可SOC以上であるため、再始動条件の成立を契機に、アイドリングストップ状態へ移行する。
When the vehicle accelerates or decelerates from the time point T12 to the time point T14, the SOC is equal to or higher than the permitted SOC but less than the target SOC. Therefore, the rotary
図5に示すように、アイドリングストップ状態が終了してから、短期間で再始動条件が成立する場合、発電する期間が短く、十分な充電を行うことができない場合がある。この場合、従来例では、SOCが、閾値(従来例)以上となるように充電を行うことができず、アイドリングストップ状態へ移行することができなかった。一方、本実施例では、許可SOCよりも大きな目標SOCを充電目標として設定している。このため、十分な充電を行うことができない場合であっても、目標SOCと許可SOCとの間に余力を残しているため、SOCが、許可SOC以上とすることが可能となる。すなわち、アイドリングストップ状態が終了してから、短期間で再始動条件が成立する場合であっても、アイドリングストップ状態へ移行する機会を逃すことを抑制することができる。 As shown in FIG. 5, if the restart condition is satisfied in a short period of time after the idling stop state ends, the period for generating power may be short and sufficient charging may not be possible. In this case, in the conventional example, charging could not be performed so that the SOC becomes equal to or higher than the threshold value (conventional example), and the idling stop state could not be entered. On the other hand, in this embodiment, a target SOC larger than the permitted SOC is set as a charging target. Therefore, even if sufficient charging cannot be performed, the SOC can be set to be equal to or higher than the permitted SOC because there is a surplus capacity between the target SOC and the permitted SOC. That is, even if the restart condition is satisfied in a short period of time after the idling stop state ends, it is possible to suppress the opportunity to shift to the idling stop state.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the present embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
アイドリングストップ状態への移行を許可する許可SOCは、下限SOCを基準とし、アイドリングストップ状態中における電気負荷15による消費電力量を考慮して、設定される。このため、リチウムイオン蓄電池12のSOCが許可SOC以上であるときに、アイドリングストップ状態へ移行すれば、アイドリングストップ状態中に、下限SOC未満となることを抑制することができる。
The permission SOC that permits the transition to the idling stop state is set with reference to the lower limit SOC and in consideration of the power consumption due to the
そして、下限SOCは、再始動において最低限必要とされるリチウムイオン蓄電池12のSOCであり、その値は、リチウムイオン蓄電池12の状態(温度や劣化状態等、出力性能に係る状態)に基づいて、設定される。このため、リチウムイオン蓄電池12の状態が変化しても、下限SOCよりもリチウムイオン蓄電池12のSOCが大きければ、エンジン10を再始動させる際に始動機としての回転電機14が必要とする電力を確保することができる。
The lower limit SOC is the SOC of the lithium
以上のことから、アイドリングストップ状態中、再始動条件が成立する前に、下限SOCを下回ってエンジン10が再始動されること、あるいは再始動が不可能な状況となることを抑制することができる。これにより、アイドリングストップ状態となる期間を長くすることができ、燃費をより向上させることができる。
From the above, it is possible to prevent the
道路状況によっては、再始動後、短時間で自動停止条件が成立することがあり得る。このため、充電目標とする目標SOCを許可SOCに一致させると、道路状況によっては、充電によりSOCを回復させる時間的余裕がなく、アイドリングストップ状態への移行機会を逃す可能性が高くなる。 Depending on the road conditions, the automatic stop condition may be satisfied in a short time after restarting. Therefore, if the target SOC as the charging target is matched with the permitted SOC, there is not enough time to recover the SOC by charging depending on the road condition, and there is a high possibility that the opportunity to shift to the idling stop state is missed.
そこで、目標SOCを、許可SOCよりも大きく設定してSOCに余裕を持たすこととした。これにより、SOCを回復させる時間的余裕がなくても、充電において、予めSOCに余裕を持たせているため、アイドリングストップ状態への移行機会を逃すことがなくなる。このため、燃費を向上させることができる。 Therefore, we decided to set the target SOC larger than the permitted SOC to allow room for the SOC. As a result, even if there is no time to recover the SOC, since the SOC has a margin in advance in charging, the opportunity to shift to the idling stop state is not missed. Therefore, fuel efficiency can be improved.
始動制御部55は、再始動条件の成立前、リチウムイオン蓄電池12のSOCと下限SOCとの比較に基づき、エンジン10を再始動させる。すなわち、ECU50は、リチウムイオン蓄電池12のSOCが、下限SOCに達した場合、再始動条件の成立前であっても、エンジン10を再始動させる。これにより、アイドリングストップ状態中、SOCが下限SOCを下回って、エンジン10が再始動不可能となる状況を確実に回避することができる。
The
加速中や一定速度で走行中に、回転電機14に燃料発電させると、燃費が悪くなる。しかしながら、アイドリングストップ状態の期間を長くすることにより、当該燃料発電に基づく燃費悪化を考慮しても、燃費が向上すると予想される。そこで、SOCが目標SOC未満である場合、減速中でなくても、回転電機14に燃料発電させて、目標SOC以上となるようにした。これにより、アイドリングストップ状態の期間を長くすることができ、総合的に考えて、燃費を向上することができる。
If the rotary
(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example. In the following, the parts that are the same or equal to each other in each embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be referred to for the portions having the same reference numerals.
・上記実施形態において、消費電力量推定部52は、車両の走行履歴に基づいて、消費電力量を推定してもよい。走行履歴とは、例えば、アイドリングストップ状態への移行頻度、1回のアイドリングストップ期間の長さなどの履歴である。走行履歴から、移行頻度や1回のアイドリングストップ期間の長さなどの傾向をある程度予測することができる。そして、それらの傾向は、消費電力量に関係する。そこで、上記構成にすることにより、消費電力量の推定精度を向上させることができる。
-In the above embodiment, the power
具体的には、走行履歴から、移行頻度が多いと判定した場合には、少ないと判定した場合と比較して、消費電力量を多くし、また、アイドリングストップ期間が長いと判定した場合には、短いと判定した場合と比較して、消費電力量を多くすればよい。消費電力量の推定精度を向上させることにより、SOCの余裕(マージン)を少なくして、許可SOCを低くすることができる。結果として、アイドリングストップ状態に移行させやすくなり、燃費を向上させることができる。 Specifically, when it is determined from the travel history that the transition frequency is high, the power consumption is increased as compared with the case where it is determined that the transition frequency is low, and when it is determined that the idling stop period is long. , The power consumption may be increased as compared with the case where it is determined to be short. By improving the estimation accuracy of the power consumption, the margin of the SOC can be reduced and the permitted SOC can be lowered. As a result, it becomes easy to shift to the idling stop state, and the fuel efficiency can be improved.
・上記実施形態において、設定部53は、車両の走行履歴に基づいて、許可SOCを補正してもよい。例えば、走行履歴から、アイドリングストップ状態への移行頻度が少ないと判定した場合には、多いと判定した場合と比較して、許可SOCを小さくすればよい。また、アイドリングストップ期間が短いと判定した場合には、長いと判定した場合と比較して、許可SOCを小さくすればよい。走行履歴を考慮することにより、SOCの余裕(マージン)を少なくして、許可SOCを小さくすることができる。結果として、アイドリングストップ状態に移行させやすくなり、燃費を向上させることができる。
-In the above embodiment, the setting
・上記実施形態において、消費電力量推定部52は、車両の周辺情報に基づいて、消費電力量を推定してもよい。車両の周辺情報とは、例えば、車両の混雑状況(すなわち、渋滞であるか否か)や、道路幅、車線数、信号機の頻度等のことであり、車載カメラや、車載の通信装置等を利用して取得することができる情報である。車両が混雑している場合には、混雑していない場合と比較して、アイドリングストップ状態への移行頻度が多くなると予想される。また、道路幅が広い場合、あるいは車線数が多い道路の場合、狭い場合や車線数が少ない場合と比較して、信号機が通行停止を表示する時間が長くなり、アイドリングストップ期間が長くなると予想される。また、単位時間あたりに信号機を通過(発見)する頻度が多い場合、少ない場合に比較して、アイドリングストップ状態への移行頻度が多くなると予想される。
-In the above embodiment, the power
前述したように、アイドリングストップ状態への移行頻度や1回のアイドリングストップ期間の長さは、消費電力量に関係する。そこで、消費電力量推定部52は、車両の周辺情報を取得し、取得した周辺情報に基づき、消費電力量を推定することとした。具体的には、周辺情報に基づき、車両が混雑していると判定した場合には、混雑していないと判定した場合と比較して、消費電力量を多くすればよい。また、道路幅が広いと判定した場合には、狭いと判定した場合と比較して、消費電力量を多くすればよい。また、車線数が多いと判定した場合には、少ないと判定した場合と比較して消費電力量を多くすればよい。また、信号機の頻度が多いと判定した場合には、少ないと判定した場合と比較して消費電力量を多くしてもよい。
As described above, the frequency of transition to the idling stop state and the length of one idling stop period are related to the amount of power consumption. Therefore, the power
上記構成にすることにより、消費電力量の推定精度を向上させることができる。消費電力量の推定精度を向上させることにより、残存容量の余裕(マージン)を少なくして、許可値を低くすることができる。結果として、アイドリングストップ状態に移行させやすくなり、燃費を向上させることができる。 With the above configuration, the accuracy of estimating the power consumption can be improved. By improving the estimation accuracy of the power consumption, the margin of the remaining capacity can be reduced and the permitted value can be lowered. As a result, it becomes easy to shift to the idling stop state, and the fuel efficiency can be improved.
・上記実施形態において、設定部53は、車両の周辺情報に基づいて、許可SOCを補正してもよい。例えば、周辺情報に基づき、車両が混雑していると判定した場合には、混雑していないと判定した場合と比較して、許可SOCを大きく設定すればよい。また、車両の周辺情報に基づいて、道路幅が広いと判定した場合には、狭いと判定した場合と比較して、許可SOCを大きく設定すればよい。また、車両の周辺情報に基づいて、車線数が多いと判定した場合には、少ないと判定した場合と比較して許可SOCを大きく設定すればよい。また、車両の周辺情報に基づいて、信号機の頻度が多いと判定した場合には、少ないと判定した場合と比較して許可SOCを大きく設定すればよい。
-In the above embodiment, the setting
・上記実施形態において、設定部53は、走行履歴や周辺情報に基づいて、車両が始動してから停止するまでの時間が短い傾向があると判定した場合、目標SOCを高くしてもよい。すなわち、設定部53は、走行履歴や周辺情報に基づいて、再始動条件が成立してから自動停止条件が成立するまでの時間が短い傾向があると判定した場合、目標SOCを高くしてもよい。これにより、再始動条件が成立してから自動停止条件が成立するまでの時間が短く、充電する時間があまり確保できない場合であっても、余力を確保して、アイドリングストップ状態への移行機会を逃すことを抑制できる。
-In the above embodiment, if the
・上記実施形態において、設定部53は、車両の走行履歴又は周辺情報に基づいて、アイドリングストップ状態の終了後から、自動停止条件が再び成立するまでの時間が短いと判定した場合に、許可SOC及び目標SOCを設定してもよい。アイドリングストップ状態の終了後から、自動停止条件が再び成立するまでの時間が短い場合とは、例えば、アイドリング状態への移行頻度が多い場合や、車両が混雑している場合、信号機の出現頻度が多い場合などが該当する。一方、設定部53は、車両の走行履歴又は周辺情報に基づいて、アイドリングストップ状態の終了後から、自動停止条件が再び成立するまでの時間が長いと判定した場合に、目標SOCのみを設定してもよい。この場合、目標SOCが許可SOCの代わりとなる。
-In the above embodiment, when the setting
・上記実施形態において、始動機として回転電機14を採用したが、エンジン用スタータを採用してもよい。この場合、回転電機14とは別に、エンジン用スタータを備えてもよい。
-In the above embodiment, the rotary
・上記実施形態において、許可SOCは、アイドリングストップ状態の終了後、リチウムイオン蓄電池12のSOCが目標SOC以上となるまでの間に限り、設定されてもよい。この場合、SOCが目標SOC以上となった以降は、目標SOCが許可SOCの代わりとなる。これにより、許可SOCを記憶保持する必要がなくなるため、演算負荷を少なくすることができる。
-In the above embodiment, the permitted SOC may be set only after the end of the idling stop state and until the SOC of the lithium
・上記実施形態における回路構成は、任意に変更してもよい。例えば、図6に示すように2スイッチの回路構成を採用してもよい。なお、電池ユニットUの外部端子P0に対して、エンジン用スタータ10a、発電機16(オルタネータ)、鉛蓄電池11及び電気負荷13を並列に接続している。エンジン用スタータ10aは、エンジン10を始動させる機能を有する。また、発電機16は、エンジン10と駆動連結されており、回生発電及び燃料発電を実施可能に構成されている。電池ユニットUの外部端子P0には電気負荷15が接続されている。また、本回路構成を採用した場合、エンジン用スタータ10aには、鉛蓄電池11からエンジンを再始動させるために必要な電力を供給してもよい。この場合、下限SOCは、リチウムイオン蓄電池12に接続された電気負荷15を安定作動させるために必要な電力を供給するために、最低限必要とされるSOCに基づいて決定される。
-The circuit configuration in the above embodiment may be arbitrarily changed. For example, as shown in FIG. 6, a two-switch circuit configuration may be adopted. The engine starter 10a, the generator 16 (alternator), the
・上記実施形態において、図7に示すように、発電及びエンジン10の始動を実行する第1回転電機14aと、車軸10bに駆動連結されており、車両を走行させることが可能な第2回転電機14bと、を別に備えてもよい。図7において、リチウムイオン蓄電池12は、インバータ100を介して第1回転電機14a及び第2回転電機14bに接続されている。また、リチウムイオン蓄電池12は、DC/DCコンバータ101を介して鉛蓄電池11に接続されている。リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に対して高電圧バッテリ(例えば、300Vバッテリ)となっている。なお、この別例において、リチウムイオン蓄電池12は、高電圧バッテリならば、リチウムイオン蓄電池に限定する必要はない。同様に、鉛蓄電池11は、低電圧バッテリならば、鉛蓄電池に限定する必要はない。
-In the above embodiment, as shown in FIG. 7, the first rotary electric machine 14a that executes power generation and the start of the
この場合、下限SOCには、第2回転電機14bがエンジン10を再始動させるために最低限必要なSOC、及び第1回転電機14aが車両を走行させるために最低限必要なSOCのうち高い方のSOCが設定される。
In this case, the lower limit SOC is the higher of the minimum SOC required for the second rotary
・上記実施形態では、リチウムイオン蓄電池12の状態として、劣化状態や温度を採用したが、出力電圧(又は出力電流)とSOCとを組み合わせた情報を、リチウムイオン蓄電池12の状態(出力性能に係る状態)として採用してもよい。例えば、SOCに対して出力電圧が低い場合には、劣化しているとして、下限SOCを高くしてもよい。
-In the above embodiment, the deteriorated state and the temperature are adopted as the state of the lithium
・上記実施形態において、SOCが下限SOC未満である場合、鉛蓄電池11から回転電機14に電力を供給させて、再始動させてもよい。
-In the above embodiment, when the SOC is less than the lower limit SOC, power may be supplied from the
・上記実施形態において、回転電機14は、車両の走行をアシストする機能(トルクアシスト機能)を有していたが、エンジン10を始動させる機能を持っているのであれば、トルクアシスト機能を有していなくてもよい。
-In the above embodiment, the rotary
10…エンジン、14…回転電機、15…電気負荷、50…ECU、51…下限値推定部、52…消費電力量推定部、53…設定部、54…停止制御部、55…始動制御部。 10 ... engine, 14 ... rotary electric machine, 15 ... electric load, 50 ... ECU, 51 ... lower limit value estimation unit, 52 ... power consumption estimation unit, 53 ... setting unit, 54 ... stop control unit, 55 ... start control unit.
Claims (11)
自動停止条件が成立した場合に前記内燃機関を停止させて、アイドリングストップ状態に移行させる停止制御部(54)と、
前記アイドリングストップ状態において、再始動条件が成立した場合に前記内燃機関を再始動させるように前記始動機を制御する始動制御部(55)と、
前記蓄電池の状態に基づいて、前記アイドリングストップ状態を継続可能であると判断される前記蓄電池の残存容量である下限値を推定する下限値推定部(51)と、
前記アイドリングストップ状態中に前記電気負荷によって消費される消費電力量を推定する消費電力量推定部(52)と、
前記下限値推定部により推定された下限値を基準とし、前記消費電力量推定部により推定された前記消費電力量を考慮して、アイドリングストップ状態への移行を許可する前記蓄電池の残存容量である許可値を設定する設定部(53)と、を備え、
前記電気負荷には、供給電力の電圧が一定、又は所定範囲内で変動することが要求される定電圧負荷が含まれ、
前記下限値は、前記アイドリングストップ状態において前記定電圧負荷を安定作動させるために最低限必要とされる電力が出力可能となる前記蓄電池の残存容量に基づいて推定される制御装置。 Applicable to a vehicle having an internal combustion engine (10), a starter (14) for starting the internal combustion engine, a storage battery (12) capable of charging and discharging, and an electric load (15) to which electric power is supplied from the storage battery. In the control device (50)
A stop control unit (54) that stops the internal combustion engine and shifts to the idling stop state when the automatic stop condition is satisfied, and
In the idling stop state, a start control unit (55) that controls the starter so as to restart the internal combustion engine when the restart condition is satisfied, and
A lower limit value estimation unit (51) that estimates a lower limit value, which is the remaining capacity of the storage battery, which is determined to be able to continue the idling stop state based on the state of the storage battery.
The power consumption estimation unit (52) that estimates the power consumption consumed by the electric load during the idling stop state, and the power consumption estimation unit (52).
It is the remaining capacity of the storage battery that permits the transition to the idling stop state in consideration of the power consumption estimated by the power consumption estimation unit based on the lower limit value estimated by the lower limit value estimation unit. It is equipped with a setting unit (53) for setting the permission value .
The electric load includes a constant voltage load in which the voltage of the supplied power is required to be constant or fluctuate within a predetermined range.
The lower limit value is a control device estimated based on the remaining capacity of the storage battery capable of outputting the minimum power required for stable operation of the constant voltage load in the idling stop state .
前記蓄電池は、前記発電機から供給される電力により充電可能に構成され、
前記蓄電池の残存容量が目標値以上となるように、前記発電機の発電を制御する発電制御部(56)を備え、
前記目標値は、前記許可値よりも高く設定されている請求項1又は2に記載の制御装置。 The vehicle is provided with a generator capable of generating electricity from the driving energy of the internal combustion engine or the kinetic energy of the vehicle.
The storage battery is configured to be rechargeable by the electric power supplied from the generator.
A power generation control unit (56) for controlling the power generation of the generator is provided so that the remaining capacity of the storage battery becomes equal to or higher than the target value.
The control device according to claim 1 or 2, wherein the target value is set higher than the permitted value.
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